CS242279B1 - Způsob výroby dispergátoru - Google Patents

Description

Účelu bylo dosaženo tím, že 2-naftalensulfonová kyselina kondenzuje s formaldehydem v molárním poměru 1 : 0,7 až 0,9 při pH 0 až 5 s obsahem volné kyseliny nižším než 5 % hmot. vztaženo na produkt sulfonace. S výhodou lze kondenzaci 2-naftalensulfonové kyseliny s formaldehydem provádět za přítomnosti 5 až 10 % hmot. výsledného produktu.

Vynález se týká způsobu výroby dispergátoru na bázi polykondenzátů sodné soli 2-naftalensulfonové kyseliny s formaldehydem.

Dosavadní technologické postupy dovolují s úspěchem kondenzaci naftalensulfonových kýselin s formaldehydem do molárního poměru 1 :0,65. Při překročení tohoto poměru ve prospěch formaldehydu dochází v důsledku síťování produktu k nevýhodnému růstu viskozity a reakci je nutno ukončit před dosažením vyšších kondenzačních stupňů.

Nevýhodou těchto postupů s nižším kondenzačním stupněm je též nízká stabilita dispergátorů v silně alkalickém prostředí, což se nepříznivě projevuje zejména při barvení viskozity ve vlákně.

Při těchto postupech se zpravidla pracuje se značným přebytkem volné kyseliny sírové, kterou je pak nutno odstraňovat z produktu vápněním a/nebo krystalizací síranu sodného při nízkých teplotách, což je časově a energeticky velmi náročné a vznikající odpad je těžko zpracovatelný.

Některé technologické postupy vycházejí z produktu sulfonace naftalenu, kde převládá 1-naftalensulfonová kyselina a během kondenzace se do reakční směsi přidává naftalen, a to v poměru 70 : 30 vztaženo na naftalensulfokyseliny. Tímto způsobem se získá dispergátor, který je velice světlý, avšak je špatně rozpustný ve vodě a jeho roztoky je nutno udržovat při vyšších teplotách. Při normální teplotě kondenzát krystaluje z vodných roztoků.

Jsou popsány způsoby výroby dispergátoru pro nerozpustná barviva z vyšších sulfokyselin naftalenu, např. ze směsi monosulfokyselin, disulfokyselin a polysulfokyselin naftalenu s formaldehydem. Je však známo, že vysoký sulfonační stupeň naftalenu snižuje dispergační účinek těchto kondenzátů.

Tyto nevýhody odstraňuje způsob výroby dispergátoru na bázi sodné soli polykondenzátu 2-naftalensulfonové kyseliny s formaldehydem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že 2-naftalensulfonová kyselina kondenzuje s formaldehydem v molárním poměru 1 : 0,7 až 0,9, pH 0 až 5 s obsahem volné kyseliny sírové nižším než 5 % hmot. vztaženo na produkt sulfonace. S výhodou lze kondenzaci 2-naftalensulfonové kyseliny s formaldehydem provádět za přítomnosti 5 až 10 % hmot. výsledného produktu.

Bylo zjištěno, že 2-naftalensulfonová kyselina připravená známým způsobem azeotropickým vynášením reakční vody během sulfonace z reakční směsi, kdy dochází k podstatnému snížení volné kyseliny sírové oproti způsobům přípravy, při kterých se sulfonuje se zvýšeným přebytkem kyseliny sírové, kondenzuje ochotně s formaldehydem za tvorby vyšších kondenzátů.

Tak např. 2-naftalensulfonová kyselina připravená sulfonací naftalenu kyselinou sírovou v molárním poměru naftalen : kyselině sírové 1 : 1,8 s obsahem 4 % volné kyseliny sírové v produktu sulfonace kondenzovala s formaldehydem až do molárního poměru 1: 0,7 za tvorby silně zakalených kondenzátů, kde vedle vyšších kondenzátů bylo ještě značné množství volné 2-naftalensulfonové kyseliny, přesto, že reakční roztok neobsahoval žádný volný formaldehyd.

Zvýšením množství formaldehydu na molární poměr 1:0,7 až 0,9 jsou produkty kondenzace prosté naftalensulfonových kyselin.

Podle vynálezu bylo zjištěno, že volný naftalen, který vždy zůstává v produktu sulfonace lze zakondenzovat na rozpustný kondenzát přídavkem 5 až 10 % kondenzátu naftalensulfonové kyseliny s formaldehydem do produktu sulfonace před započetím kondenzace.

Přídavek kondenzátu ve zředěném produktu sulfonace zajistí dokonalé zakondenzování volného naftalenu na rozpustný produkt. Bez přídavku kondenzátu se ihned na počátku reakce produktu sulfonace s formaldehydem vylučuje nerozpustný kondenzát naftalenu s naftalensulfonovou kyselinou, který se usazuje na stěnách reaktoru a způsobuje zákaly a nerozpustné úsady ve výsledném produktu, který je nutno filtrovat.

Postupem podle vynálezu se získají produkty bez těchto nerozpustných kondenzátů.

Příklad 1

Do smaltovaného reaktoru o objemu 3,6 metrů³ vybaveného míchadlem destilační kolonou a duplikátorem bylo napuštěno 1 750 kg naftalenu vyhřátého na teplotu 130 °C. Do roztaveného naftalenu bylo během 30 minut připuštěno 1 450 kg 98% kyseliny sírové.

Reakční směs byla vyhřátá na 165 °C a pak do ní bylo připuštěno cca 20 1 cyklohexanu. Páry azeotropů cyklohexanu a vody kondenzovaly v chladiči a stékaly do dětičky, kde se oddělovala vodná fáze od organické. Vrchní organická fáze byla kontinuálně vrácena do reaktoru.

Teplota reakční směsi byla udržována topením párou v duplikétoru na 145 až 165 °C. Po vydestilování 165 kg vody byl z reaktoru odebrán vzorek a byla v něm stanovena volná kyselina sírová, která představovala 2,7 procent hmot.

Po vydestilování zbytku cyklohexanu byl produkt sulfonace spuštěn do kondenzačního reaktoru o objemu 6 m³ opatřeného míchadlem a zpětným chladičem, kde bylo předloženo 400 kg vody a 450 kg zředěného kondenzátu z předchozí operace.

Po napuštění naftalensulfonové kyseliny do předlohy kondenzačního reaktoru dosáhla směs bodu varu při 130 °C. Při této teplotě bylo započato s připouštěním 850 kg 37% formaldehydu do zředěné reakční smě242279 si. Přidáváním roztoku formaldehydu směs intenzivně vřela a bod varu klesal.

Po napuštění 850 kg 37% formaldehydu se teplota bodu varu ustálila na 111 °C. Na této teplotě byla reakční směs udržována ještě jednu hodinu do zakondenzování veškerého formaldehydu a potom zředěna 900 kilogramy vody. Po rozmíchání byl produkt kondenzace spuštěn do neutralizační kádě a v kondenzačním reaktoru byl ponechán zbytek 450 kg zředěného roztoku kondenzátu pro předlohu na další operaci.

V neutralizační kádi byl kondenzát zneutralizován 1 350 kg 44% hydroxidem sodným na pH výsledného produktu 7,2. Zneutralizovaný roztok byl čerpán do rozprašovací sušárny a usušen. Byl získán produkt s vysokým dispergačním účinkem a obsahem síranu sodného 4,04 % hmot., stabilní v alkalickém prostředí, čiře rozpustný ve vodě a nerozpustný zbytek činil 0,027 % hmot.

Příklad 2

Do reaktoru popsaného v příkladu 1 bylo napuštěno 1 750 kg naftalenu vyhřátého na teplotu 130 °C. Do roztaveného naftalenu bylo během 20 minut připuštěno 1 420 kg 98% kyseliny sírové.

Reakční směs byla vyhřátá na 165 °C a bylo do ní připuštěno 30 1 cyklohexanu. Páry azeotropu vynášející reakční vodu kondenzovaly v chladiči a stékaly do děličky, kde se oddělovala voda od organické fáze. Vrchní organická fáze byla kontinuálně vrácena do reaktoru.

Teplota reakční směsi byla udržována topením párou v duplikátoru na 145 až 165 stupňů C. Po vydestilování 195 kg vody byl z reaktoru odebrán vzorek produktu sulfonace a byla v něm stanovena volná kyselina sírová, která představovala 1,6 % hmot.

Po vydestilování zbytku cyklohexanu byl produkt sulfonace spuštěn do kondenzačního reaktoru, kde bylo předloženo 400 kg vody a cca 500 kg kondenzátu z předchozí operace. Po napuštění naftalensulfonové kyseliny do předlohy kondenzačního reaktoru dosáhla směs bodu varu 130 °C. Při této teplotě bylo započato s připouštěním 965 kg 37% roztoku formaldehydu do zředěné reakční směsi.

Přidáváním roztoku formaldehydu směs intenzivně vřela a bod varu klesal. Po napuštění 965 kg formaldehydu se teplota bodu varu ustálila na 109 °C. Na této teplotě byla reakční směs udržována ještě 2 hodiny do zakondenzování veškerého formaldehydu a potom zředěna 900 kg vody.

Po rozmíchání byl produkt kondenzace spuštěn do neutralizační kádě a v kondenzačním reaktoru byl ponechán zbytek 380 kilogramů zředěného roztoku kondenzátu pro předlohu na další operaci. V neutralizační kádi byl kondenzát zneutralizován 1 315 kg cca 43% roztokem hydroxidu sodného na pH 6,9.

Zneutralizovaný roztok byl čerpán do rozprašovací sušárny a sušen. Byl získán dispergátor s obsahem 2,5 % hmot. síranu sodného stabilní v alkalickém prostředí, čiře rozpustný ve vodě s obsahem nerozpustného zbytku 0,017 % hmot.

Přiklad 3

Do sulfonačního reaktoru bylo napuštěno

750 kg naftalenu vyhřátého na teplotu 130 °C. Do roztaveného naftalenu bylo připuštěno 1 475 kg 98% kyseliny sírové. Reakční směs byla vyhřátá na 165 °C a pak do ní bylo připuštěno 35 kg benzenu. Páry azeotropu vynášející reakční vodu kondenzovaly v chladiči a stékaly do děličky, kde se oddělovala voda od organické fáze.

Vrchní organická fáze byla kontinuálně vrácena do reaktoru. Teplota reakční směsi byla udržována přihříváním párou na 150 až 160 °C. Po vydestilování 125 kg vody byl z reaktoru odebrán vzorek produktu sulfonace a byla v něm stanovena kyselina sírová, která představovala 4,2 % hmot.

Po vydestilování zbytku benzenu byl produkt sulfonace spuštěn do kondenzačního reaktoru, bylo předloženo 650 kg vody a 160 kg usušeného kondenzátu. Po napuštění 2-naftalensulfonové kyseliny do takto připravené předlohy dosáhla směs bodu varu 125 °C. Při této teplotě bylo započato s připouštěním 900 kg 37% formaldehydu. Přidáváním roztoku formaldehydu směs intenzivně vřela a bod varu klesal.

Po napuštění 900 kg formaldehydu se teplota bodu varu ustálila na 110 °C. Na této teplotě byla reakční směs udržována ještě hodiny do zakondenzování veškerého formaldehydu a potom zředěna 900 kg vody. Po rozmíchání byl produkt spuštěn do neutralizační kádě a zneutralizován 1 380 kg cca 44% NaOH na pH 7,0.

Zneutralizovaný roztok byl čerpán do rozprašovací sušárny a usušen. Byl získán produkt s vysokým dispergačním účinkem s obsahem síranu sodného 6,4 % hmot. stabilní v silně alkalickém prostředí a čiře rozpustný ve vodě s obsahem nerozpustného zbytku 0,014 % hmot.

Claims (2)

1. PREDMET

   1. Způsob výroby dispergátoru na bázi sodné soli polykondenzátu 2-naftalensulfonové kyseliny s formaldehydem obecného vzorce vynalezu kde n = 1 až 8, vyznačený tím, že 2-naftalensulfonová kyselina kondenzuje s formaldehydem v molárním poměru 1:0,7 až 0,9 při pH 0 až 5 s obsahem volné kyseliny sírové nižším než 5 % hmot. vztaženo na produkt sulfonace.
2. 2. Způsob výroby dispergátoru podle bodu 1 vyznačený tím, že kondezace 2-naftalensulfonové kyseliny s formaldehydem se provádí za přítomnosti 5 až 10 % hmot. výsledného produktu.

   Severografia, n. p., závod 7, Most

   Cena 2,40 Kčs